Введение
Так как со временем рельеф дна меняется, а приборы становятся точнее, а также необходимости поддержания карт на уровне современности, требуется периодически выполнять гидрографическое проектирование, представленное в данном курсовом проекте.
Курсовая работа выполняется с использованием полученный теоретический знаний и ставит перед курсантом задачу научиться проектировать гидрографические исследования, выполнять сбор и систематизацию гидрографических исследований, их обработку.
Проведение гидрографических исследований в данном районе необходимы, т.к. последние гидрографические исследования были проведены в 1970 году, за такое длительное время рельеф дна изменился. Также изменилось и оборудование для проведения гидрографических работ. Район исследований является важным для судоходства т. к. в этом районе находится небольшой порт, в который могут заходить небольшие суда, находится одна из немногих бухт острова, в которой можно укрыться от шторма. Исследование данного района особенно необходимо в военных целях, т.к. этот участок захватывает полигон подводных лодок, район, где проводится учебная постановка и траление мин, район учебных стрельб береговых батарей.
В результате гидрографических исследований будут добыты данные, вычислены поправки и выполнены все необходимые расчеты для составления навигационных карт, обеспечивающих безопасность мореплавания.
1. Материалы изученности района
Залив Алмирод и бухта Ретимнон, показаны на Морской навигационной карте 32216 «Западная часть острова Крит», находится в северном полушарии к востоку от Гринвичского меридиана, между параллелями 34°20'-35°29,2', меридианами 24°15,6'-24°37,9'. Масштаб карты 1: 200 000 по параллели 40°. Сведения о нуле глубин и геодезической основе карты не приведены. Изобаты проведены через 10, 20, 50, 100, 300, 500, 1000 м. Отметки грунта нанесены на карту не часто. В районе нет приливно-отливных течений. Для более полного сбора информации используем все навигационные карты и пособия на данный район.
Таблица 1 Материалы изученности района
№
Адмир №
Название карты
Масштаб
Год издания
1
38292–3
Бухта Ретимнон
1:7500
1989
Руководство для плавания
2
2219
Огни Средиземного моря. Часть 1
1978
3
1247
Лоция Эгейского моря
1976
2. Навигационно-географический очерк
Остров Крит, ограничивающий Эгейское море с юга, является самым большим островом в восточной части Средиземного моря.
Северный берег острова сильно изрезанный: в него вдается необходимый нам залив Алмирос, являющейся одним из трех основных заливов, северного берега острова и множество бухт, в том числе и бухта Ретимнон.
Остров Крит – самый густонаселенный остров в восточной части Эгейского моря. На его северном берегу расположены довольно крупные города одним из них является Ретимнон, в котором будет базироваться наша гидрографическая экспедиция, а также несколько небольших городов и селений. Вблизи города оборудована гавань для малых судов. Эта гавань является надежным укрытием для судов.
Глубины у острова на данном участке сравнительно большие и увеличиваются в сторону моря резко. Изобата 200 м проходит в 4 милях от его берега;
Берега острова в районе залива Алмирос и бухты Ретимнон образован склонами прибрежных возвышенностей и преимущественно высокий и скалистый, только вблизи города Ретимнон берег песчаный. Берега острова приглубы и опасностей здесь мало. Грунт преимущественно скала, но встречаются песок, ил и водоросли.
Якорные места на карте не обозначены, но на якорь можно становится как в бухте Ретимнон так и в заливе Алмирос.
Районы учебных, воздушных и ракетных стрельб, учебной постановки и траления мин и полигон подводных лодок находятся вблизи северного берега острова Крит.
Границы районов и полигонов показаны на карте.
Для определения местоположения судна можно использовать космическую систему навигации и определение по береговым ориентирам.
Метеорологические условия в районе и рельеф дна, благоприятны для судоходства.
По геотектуре данный район относится к подводной окраине материка.
Исходя из вышенаписанного выберем междугалсовые расстояния:
прибрежная черта – 250 м
Уклон морского дна данного района:
a=(hmax-hmin)/L=(500–0)/73=6° 50' 57,53''
На данном участке отдельно лежащих опасностей нет.
Таблица 2 Навигационные опасности
№
Название опасности
Координаты
min глубина м
Способ обследования
Широта
долгота
1
2
3
4
5
6
Все вновь обнаруженные навигационные опасности заносятся в таблицу.
3. Гидрометеорологическая характеристика
Гидрометеорологические условия для плавания судов в районе Эгейского моря в течение года неодинаковы. Большую часть года они благоприятны, особенно с апреля по сентябрь. В это время стоит сухая и преимущественно ясная погода с умеренными ветрами и хорошей видимостью. Однако и в этот период у многочисленных островов и местами у берегов материка плавание судов могут затруднять местные шквалистые ветры «мелтем», «нисходящие ветры», «белые шквалы» и «сирокко». Эти сильные порывистые ветры разводят значительное волнение, нередко срывают суда с якорей, ухудшают видимость. Нисходящие ветры наиболее часто наблюдаются у берегов островов центральной и южной частей Эгейского моря.
С октября по март плавание судов затрудняется в связи с ухудшением метеорологических условий, связанных с прохождением циклонов. Кроме того, во все сезоны года плавание судов могут затруднять течения.
Метеорологическая характеристика. Рассматриваемый район расположен в субтропической зоне, где резко выражены два сезона года: мягкая дождливая зима и сухое жаркое лето. Весна и осень кратковременны и являются переходными периодами от зимы к лету и от лета к зиме.
Зима (декабрь – февраль) характеризуется довольно интенсивной циклонической деятельностью, вследствие чего преобладает неустойчивая влажная погода с большой облачностью и значительным количеством осадков. Господствующие ветры от N и NО, нередко достигающие силы шторма, вызывают значительное похолодание, однако морозы и снегопады – явление довольно редкое.
Весной (март-апрель) наблюдается уменьшение облачности, относительной влажности воздуха и количества осадков. Температура воздуха резко повышается, скорость ветра уменьшается.
Летом (май-сентябрь) отмечается значительное ослабление циклонической деятельности и преобладание антициклонического режима. Для летнего сезона характерна устойчивая сухая жаркая погода с довольно развитой бризовой циркуляцией.
Осень (октябрь-ноябрь) характеризуется увеличением облачности, количества осадков, усилением скорости ветра и нарушением устойчивых бризовых ветров.
В зависимости от преобладающих ветров и путей перемещения циклонов условия погоды в тот или иной сезон года меняются и могут быть сведены к четырем типам погоды.
Тип погоды с преобладанием северных и северо-восточных ветров наблюдается в летнее время при высоком давлении над морем, уменьшающимся по направлению к юго-востоку. Этот тип погоды характеризуется хорошо выраженным суточным ходом скорости ветра и ясным небом.
Тип погоды с преобладанием холодных северных ветров связан с образованием области высокого давление над Балканским полуостровом. Этот тип погоды наблюдается зимой и сопровождается холодными устойчивыми северными ветрами, зарождающимися над Центральной Европой и достигающими иногда силы шторма.
Тип погоды с преобладанием южных циклонов обусловлен циклонами, проходящими над южной частью моря. Отмечается он в основном с ноября по февраль и изредка наблюдается с марта по июнь. Этот тип погоды характеризуется преобладанием ветров от SO и SW, холодных зимой и теплых весной, уменьшением относительной влажности воздуха и ясным или слегка покрытым перистыми облаками небом.
Тип погоды с преобладанием западных и северо-западных ветров является результатом дальнейшего развития типа погоды с преобладанием южных циклонов. Как правило, отмечается увеличение облачности, относительной влажности воздуха и количества осадков, а также понижение температуры воздуха.
Температура и влажность воздуха. В районе Эгейского моря самыми прохладными месяцами являются январь и февраль. Средняя месячная температура воздуха в эти месяцы колеблется от 4–6° до 10–12°. Наименьшая температура в эти месяцы составляет соответственно-7, – 11° и +2. – 2°. Самыми теплыми месяцами года являются июль и август, когда средняя месячная температура воздуха повсеместно равна 25–27°. Наибольшая температура воздуха в эти месяцы достигает 36–43°.
Относительная влажность воздуха довольно значительная и имеет хорошо выраженный годовой ход. Наибольшие значения ее отмечаются с ноября по февраль и в среднем составляют 70–80%, а наименьшие – в июле и августе и равны 50–65%, местами 70%. Летом суточный ход влажности выражен более резко, чем зимой.
Ветры. На северном побережье острова Крит с апреля по сентябрь преобладают ветры от N и NW с общей повторяемостью 45–75%, а с октября по март чаще дуют ветры от S и SW. Среднемесячная скорость ветра в течение года колеблется от 2 до 5 м/сек.
Штили в открытом море редки: в течение года повторяемость их колеблется от 2 до 10%, местами до 13%. На побережье и островах среднее годовое число дней со штормом 3–13 (остров Крит).
Наиболее часто наблюдаются штормы с ноября по март-апрель, когда среднее месячное число дней с ними в отдельных пунктах составляет 4–8.
Чаще всего штормы наблюдаются от S и N. Штормы, сопровождаемые в отдельных случаях сильным волнением, дождем, градом, а зимой иногда снегом, особенно опасны ночью.
В Эгейском море, особенно в его южной части, часто наблюдаются ветры, известные под названием белых шквалов. Эти ветры наблюдаются с подветренной стороны возвышенностей и являются своеобразной формой горных ветров – боры, фена и т.п. Действуя на поверхность воды под некоторым углом, эти ветры срывают с гребней волн пену и водяную пыль, в результате чего поверхность моря становится белой. Поэтому их так и назвали. Белые шквалы возникают обычно при ясном небе и бывают иногда очень сильными, но продолжительность их в большинстве случаев невелика.
Видимость хорошая, 5 миль на протяжении всего года, видимость 30 миль встречается 10% в год.
Среднее годовое количество осадков колеблется от 400 до 550 мм.
Наиболее часто осадки выпадают с ноября по март, когда повторяемость их составляет 10–20%, тогда как в другие месяцы она снижается до 1–2%.
В течение года грозы чаще наблюдаются с мая по август на побережье.
Гидрологическая характеристика.
В Эгейском море колебания уровня в большинстве мест незначительны и заметны лишь в вершинах бухт, в заливах и проливах, где они вызываются действием приливо-отливных и сгонно-нагонных явлений.
Волнение. В Эгейском море наличие множества островов в значительной мере препятствует развитию сильного волнения, тем не менее при ветрах силой 7–8 баллов наблюдаются волны высотой до 5 м и длиной свыше 100 м. Средний период волн составляет 4–9 сек.
Температура, соленость и плотность воды. Климат на острове Крит характеризуется теплой зимой и жарким летом. Зимой температура редко падает ниже 7°. Средняя температура в июле 26°.
Соленость воды на поверхности в Эгейском море в течение года изменяется мало и составляет в среднем 39% в южной части района.
Вывод: гидрографические исследования целесообразно проводить в мае и июне, так как в эти месяцы гидрометеорологические условия наиболее благоприятные.
4. Выбор технического средства для измерения глубин и определения места судна
Для съемки рельефа дна будем применять:
1. Ручные лоты – вблизи берега где невозможно произвести съемку рельефа дна при помощи эхолота.
2. Наметкой будем производится съемка рельефа дна на мелководье при шлюпочном промере или промере вброд.
3. Основной прибор который будет использоваться при съемки рельефа дна является эхолот НЭЛ-6, с диапазоном измерения глубин 1–6000 м.
5. Выбор системы координирования
Выбор системы координирования зависит от требуемой точности работ. Точность работ определяется ее подробностью, т.е. при промере междугалсовым расстоянием или масштабом или 1.5 мм в масштабе планшета:
Moм=0.15L км
Moм=0,15*0,25=0,0375
где Moм – среднеквадратическая погрешность в км;
L – междугалсовое расстояние в км.
При эхотралении средняя квадратическая погрешность равняется половине перекрытия траловых полос. Перекрытие полос не может быть меньше 1 мм на планшете.
В качестве основного технического средства для обеспечения координирования при гидрографических работах выберем систему космической навигации.
Определения места производят в соответствии с действующими инструкциями и правилами использованию спутниковой навигационной корабельной аппаратуры.
Для более точной и обсервации будем использовать дополнительный метод – прямой засечки.
Теодолитные посты установим на вершинах гор:
1. j=35° 20,2' l=24° 23,7'; при радиусе действия 14,9 миль.
2. j=35° 20,9' l=24° 27,8'; при радиусе действия 13,2 миль.
СКП такого метода рассчитаем по формуле:
м
где – СКП измерения углов, угловые минуты для средних условий засечки движущегося судна теодолитом можно принять = 1’.
6. Размещение уровенных постов
На участке работ имеется город Ретимнон, где ведутся наблюдения за колебаниями уровня воды.
Дальности действия этого поста будет достаточно для проведения работ.
Следует иметь в виду, что измерения глубины ненужно поправлять поправками за уровень т.к., глубина места в 50 раз превышает среднюю величину прилива.
Таблица 5 Уровенные посты
№
Вид поста
Координаты и место
Тип оборудования уровенных постов
широта
долгота
место
1
Постоянный
35°22,6' N
24°28,9' E
Бухта Ретимнон
Морской мореограф
7. Выбор района размещения базы
Место для базирования экспедиции выберем город Ретимнон, этот город находится в районе работ. В городе есть возможность разместить людей, обеспечить их питанием, разместить технические средства, автотранспорт, плавсредства. В населенном пункте имеются средства связи, медицинские учреждения и возможность понять рабочую силу. От данного населенного пункта есть возможность добраться на автотранспорте до развернутых подразделений, выполняющих работы отдельно от основной группы, и развернутых в местах временного базирования.
8. Нарезка района на участки
Нарезку района на участки произведем следующим образом.
Таблица 6 Нарезка районов на участки
№
Номер планшета
Координаты рамок планшета
Размер рамки
jN (N)
jS (N)
lW (E)
lE (E)
1
25–01–01
35° 29,2'
35° 20,0'
24° 15,6'
24° 26,7'
80 x 80
2
25–01–02
35° 29,2'
35° 20,0'
24° 26,7'
24° 37,9'
80 x 80
3
25–01–03
35° 24,6'
35° 21,7'
24° 26,6'
24° 30,0'
50 x 50
9. Построение планшета в проекции Меркатора
По широте главной параллели о из, картографических таблиц выберем о.
о=40 ро=1423255
Рассчитаем единицу карты
l=
Рассчитаем вертикальные размеры рамки планшета и длины отрезков для нанесения параллелей
Таблица 7 Вертикальные размеры рамки планшета
Di из таблицы
Dn – Di
Di – Ds
е (Dn – Di)
е (Di – Ds)
Контроль
1
2
3
4
5
6
7
S
35° 21,7'
2257,5
3,5
0,0
49,814
0,0
49,814
1
35° 22,0'
2257,9
3,1
0,4
44,121
5,693
49,814
2
35° 23,0'
2259,1
1,9
1,6
27,042
22,772
49,814
3
35° 24,0'
2260,3
0,7
2,8
9,963
39,851
49,814
N
35° 24,6'
2261,0
0,0
3,5
0,0
49,814
49,814
Определим размер вертикальной рамки по формуле
b= (DN – Ds) e=49,81
Рассчитаем горизонтальные размеры рамки планшета и длины горизонтальных отрезков для нанесения меридианов и опорных пунктов.
Таблица 8 Горизонтальные размеры рамки планшета
Е -i
i -W
e(Е -i)
e(i -W)
Контроль 6=(4+5)=a
1
2
3
4
5
6
w
24° 26,6'
3,402
0,0
48,419
0,0
48,419
1
24° 27,0'
3,0
0,402
42,698
5,721
48,419
2
24° 28,0'
1,998
1,404
28,437
19,983
48,419
3
24° 29,0'
1,002
2,4
14,261
34,158
48,419
E
24° 30,0'
0,0
3,402
0,0
48,419
48,419
Определим длину горизонтальной рамки по формуле
a= e (Е – W)'= 48,42
Рассчитаем длину диагонали
D==69,46
10. Расчет планируемого объема работ
Составим таблицу для расчета требующихся ИТС, рабочего времени и стоимости работ и занесем в таблицу.
Таблица 9 Нормативная таблица для расчетов потребности ИТС, рабочего времени и стоимости работ
Вид съемки
Объем работ
Необходимое время
Стоимость, у. е.
Т/с
Состав группы
Кол-во групп
Время
работ
На 1 работ.
На всю работу
1 раб
Всей работ.
Геодезические работы
Измерение углов
62
пункта
6 ч
372
60
3720
теодол
Т – 2
3/1
10
5 дней
Построен знака
3
знака
16 ч
48
800
2400
1/10
2
3 дня
Топографическая
1: 10000
153км2
80
12240
300
45900
теодол.
мензула
3/3
30
51 день
Съемка рельефа дна
1: 10000
109,6 км
0,1
10,96
10
109,6
DGPS
НЭЛ-6
4
3
3
дня
1: 20000
2024 км
0,01
20,24
10
202,4
GPS
НЭЛ-6
4
3
6
дней
Грунтовая
съемка
15
20
300
Дночерпатель
2/2
Так как каждая группа должна иметь комплект приборов для выполнения работ, следовательно необходимо иметь: 10 комплектов для геодезической съемки, 3 МГК эхолотами, эхотралами и DGPS, 3 ОЭС с эхолотами, эхотралами и DGPS, и дночерпатель, а также 30 комплектов для топографической съемки.
11. План обработки материалов гидрографических работ
Таблица 10 План обработки материалов гидрографических работ
№
Вид работ
Ед. измер
План. объем
Обраб.
ед. изм.
Необход.
время
Примечан.
промер
1
1: 10000
км
109,6
4
438,4
2
1: 20000
км
2024
3
6072
Геодезические работы
Триангуляция
км
153
4
612
Топографические работы
1: 20000
км
153
3
459
Всего необходимо 7581,4 часов, если рабочий день равен 8 часам, то необходимо 947,6 дней. Группа из 100 человек обработает информацию за 9 дней.
12. Расчет предварительной сметы расходов
Смета расходов состоит из:
· фонда заработной платы (из расчета 100 у.е. для всех категорий работников)
· стоимости используемых плавсредств
· стоимости питания (5 у.е. в сутки)
· стоимости транспортных перевозок
· амортизации технических средств –10% от их стоимости
· стоимости расходных материалов
Время необходимое непосредственно для работ 12696,2 часов; время необходимое для обработки материалов работ 7581,4 часов. Всего необходимо 20277,6 часов или 2534,7 рабочих дней или 84,49 месяца.
Фонд заработной платы: 84,49*100=8449 у.е.
Стоимость питания: 2534,7*5=12673,5 у.е.
Стоимость всего оборудования, включая плавсредста, возьмем равным 1500000 у.е.
Стоимость транспортных перевозок 10000 у.е.
Амортизация технических средств 150000
Общая стоимость проекта: 1546122,5 у.е.
Заключение
В данной курсовой работе по проектированию гидрографических исследований был проработан ряд вопросов.Основной задачей курсового проекта является обеспечение навигационной безопасности в заданном районе исследований.
Были рассмотрены такие вопросы как подбор карт и книг, проработана информация о навигационно-гидрографическое состояние участка перед проведением работ.
Был проработан ряд вопросов, также касающихся проектированию по организации геодезических, топографических и гидрографических работ.
Также мы произвели предварительный расчет затрат на выполнение работ.
В целом теоретическая проработка гидрографических исследований должна обеспечивать необходимую безопасность мореплавания с навигационной точки зрения.
Список использованной литературы
1. Методическое указание по курсовому проектированию по дисциплине «Гидрография»
2. Лоция 1247 «Эгейское море»
3. Правила гидрографической службы №4 '' Съемка рельефа дна'', Часть 2
4. Правила гидрографической службы №35 «Приведение глубин к уровню»